Что такое дыхательный контроль биохимия

Что такое дыхательный контроль биохимия

Регуляция энергетического обмена

Биохимический процесс усвоения пищи и образования АТФ должны постоянно приспосабливаться к изменению энергетических потребностей клеток. Необходимость согласования производства и потребления АТФ следует уже из того факта, что суммарное содержание коферментов в организме незначительно. Калорийность суточного рациона человека составляет примерно 12000 кДж (см. с. 348). При к.п.д. 50% такая энергия достаточна для образования 120 молей АТФ, т. е. примерно 65 кг. Однако в организме человека содержится всего 3-4 г свободных адениновых нуклеотидов (АМФ, АДФ и АТФ). Следовательно, каждая молекула АДФ должна ежедневно тысячекратно фосфорилироваться в АТФ и вновь дефосфорилироваться.

А. Дыхательный контроль

Если создание протонного градиента (на схеме справа) подавлено, процессы окисления субстрата ( 1 ) и переноса электронов ( 2 ) протекают значительно быстрее, чем обычно. При этом вместо синтеза АТФ выделяется тепло.

Б. Разобщающие агенты

Вещества, которые функционально разделяют между собой окисление и фосфорилирование, называются разобщающими агентами. Они содействуют переносу протонов из межмембранного пространства в матрикс без участия АТФ-синтазы. Разобщение может возникать, например, в результате механического повреждения внутренней мембраны ( 1 ) или действия таких веществ, как 2,4-динитрофенол ( 2 ), являющихся переносчиками протонов через мембрану. Природным разобщающим агентом является термогенин ( 3 ), протонный канал (см. с. 216) в митохондриях бурых жировых клеток. Бурый жир обнаружен у новорожденных и животных, впадающих в зимнюю спячку и служит для теплообразования. При охлаждении организма норадреналин активирует гормонзависимую липазу (см. с. 164). Благодаря интенсивному липолизу в организме образуется большое количество свободных жирных кислот, которые распадаются в результате β-окисления и в дыхательной цепи. Так как жирные кислоты одновременно открывают протонный канал термогенина, их распад не зависит от наличия АДФ, т. е. протекает с максимальной скоростью и генерирует энергию в форме тепла (см. схему А ).

Источник

Биологическая химия (21 стр.)

Регуляция ЦТД.

Осуществляется с помощью дыхательного контроля.

Дыхательный контроль – это регуляция скорости переноса электронов по дыхательной цепи отношением АТФ/АДФ. Чем меньше это отношение, тем интенсивнее идет дыхание и активнее синтезируется АТФ. Если АТФ не используется, и его концентрация в клетке возрастает, то прекращается поток электронов к кислороду. Накопление АДФ увеличивает окисление субстратов и поглощение кислорода. Механизм дыхательного контроля характеризуется высокой точностью и имеет важное значение, так как в результате его действия скорость синтеза АТФ соответствует потребностям клетки в энергии. Запасов АТФ в клетке не существует. Относительные концентрации АТФ/АДФ в тканях изменяются в узких пределах, в то время как потребление энергии клеткой может изменяться в десятки раз.

Американский биохимик Д. Чанс предложил рассматривать 5 состояний митохондрий, при которых скорость их дыхания ограничивается определенными факторами:

1. Недостаток SH 2 и АДФ – скорость дыхания очень низкая.

2. Недостаток SH 2 при наличии АДФ – скорость ограничена.

3. Есть SH 2 и АДФ – дыхание очень активно (лимитируется только скоростью транспорта ионов через мембрану).

4. Недостаток АДФ при наличии SH 2 – дыхание тормозится (состояние дыхательного контроля).

5. Недостаток кислорода, при наличии SH 2 и АДФ – состояние анаэробиоза.

Митохондрии в покоящейся клетке находятся в состоянии 4, при котором скорость дыхания определяется количеством АДФ. Во время усиленной работы могут пребывать в состоянии 3 (исчерпываются возможности дыхательной цепи) или 5 (недостаток кислорода) – гипоксии.

Ингибиторы ЦТД – это лекарственные препараты, которые блокируют перенос электронов по ЦТД. К ним относят: барбитураты (амитал), которые блокируют транспорт электронов через I комплекс дыхательной цепи, антибиотик антимицин блокирует окисление цитохрома b; монооксид углерода и цианиды ингибируют цитохромооксидазу и блокируют транспорт электронов на кислород.

Ингибиторы окислительного фосфорилирования (олигомицин) – это вещества, которые блокируют транспорт Н по протонному каналу АТФ-синтазы.

Разобщители окислительного фосфорилирования (ионофоры) – это вещества, которые подавляют окислительное фосфорилирование, не влияя при этом на процесс переноса электронов по ЦТД. Механизм действия разобщителей сводится к тому, что они являются жирорастворимыми (липофильными) веществами и обладают способностью связывать протоны и переносить их через внутреннюю мембрану митохондрий в матрикс, минуя протонный канал АТФ-синтазы. Выделяющаяся при этом энергия рассеивается в виде тепла.

Искусственные разобщители – динитрофенол, производные витамина К (дикумарол), некоторые антибиотики (валиномицин).

Естественные разобщители – продукты перекисного окисления липидов, жирные кислоты с длинной цепью, большие дозы йодсодержащих гормонов щитовидной железы, белки термогенины.

На разобщении дыхания и фосфорилирования базируется терморегуляторная функция тканевого дыхания. Митохондрии бурой жировой ткани продуцируют больше тепла, так как присутствующий в них белок термогенин разобщает окисление и фосфорилировние. Это имеет важное значение в поддержании температуры тела новорожденных.

Глава 11. Типы окисления. Антиоксидантные системы

Все реакции с участием кислорода, протекающие в живом организме, называются биологическим окислением. Почти во всех клетках около 90 % потребляемого кислорода восстанавливается в цепи тканевого дыхания с участием цитохромоксидазы (окисление, сопряженное с фосфорилированием АТФ, выполняет энергетическую функцию). Однако в некоторых тканях содержатся ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции, в которых атомы кислорода включаются непосредственно в молекулу субстрата (свободное окисление, выполняет пластическую функцию). Хотя в таких специализированных реакциях потребляется лишь небольшая часть кислорода, поглощаемого клетками, эти реакции очень важны для организма.

Выделяют четыре типа реакций с участием кислорода (табл 11.1.).

Таблица 11.1. Типы окисления

Оксидазный тип окисления

Этот путь окисления осуществляется в процессе функционирования ЦТД. Терминальный фермент ЦТД, переносящий электроны непосредственно на кислород – цитохромоксидаза. Это основной путь потребления кислорода в организме. Он выполняет энергетическую функцию.

Пероксидазный тип окисления

Окисление субстрата путем дегидрирования. Два атома водорода переносятся на молекулу кислорода с образованием перекиси:

SН 2 + О 2 → S + Н 2 О 2

В этой реакции энергия окисления выделяется в виде тепла. Реакции этого типа катализируют ФАД-зависимые оксидазы (аэробные дегидрогеназы), содержащие в качестве простетической группы ФАД или ФМН. В клетке около 80 % этих ферментов сосредоточено в пероксисомах. Пероксидазный путь окисления активно протекает в лейкоцитах, макрофагах и других фагоцитирующих клетках. Образующийся пероксид водорода Н 2 О 2 – сильный окислитель, обезвреживающий патогенные бактерии (защитная функция).

Реакция пероксидазного окисления протекает в 2 стадии:

Биологическая роль оксидазного типа окисления:

1. защитная функция – в лейкоцитах и других фагоцитирующих клетках;

2. катаболизм биогенных аминов (фермент – моноаминооксидаза);

3. метаболизм аминокислот (ферменты – оксидазы D- и L-аминокислот);

4. катаболизм пуринов (фермент – ксантиноксидаза);

5. катаболизм глюкозы в растительных клетках (фермент – глюкозооксидаза).

Диоксигеназный тип окисления

В процессе диоксигеназного окисления в молекулу субстрата включаются оба атома кислорода:

Диоксигеназы катализируют разрыв двойной связи в ароматическом кольце. Например: гомогентизатоксидаза катализирует расщепление ароматического кольца гомогентизиновой кислоты с образованием малеилацетоацетата.

Монооксигеназный тип окисления

SH + НАДФН+Н+ О 2 → SОН + НАДФ + Н 2 О

Монооксигеназные реакции необходимы для:

1. специфических превращений аминокислот, например, для синтеза тирозина из фенилаланина (фермент – фенилаланингидроксилаза);

2. синтеза холестерола, желчных кислот в печени; стероидных гормонов в коре надпочечников, яичниках, плаценте, семенниках; витамина D 3 в почках;

3. обезвреживания чужеродных веществ (ксенобиотиков) в печени.

Ферменты монооксигеназного пути окисления локализованы в мембранах эндоплазматического ретикулума (при гомогенизации тканей эти мембраны превращаются в микросомы – мембранные пузырьки). Поэтому монооксигеназный путь окисления называют микросомальным окислением.

НАДФН-цитохром Р 450 – редуктаза – флавопротеин, в качестве простетической группы содержит два кофермента ФАД и ФМН.

Цитохром Р 450 – гемопротеин, содержит простетическую группу гем и участки связывания для кислорода и субстрата. Восстановленный цитохром Р 450 имеет максимум поглощения при 450 нм. Выполняет две функции: связывание окисляемого субстрата и активация молекулярного кислорода.

Источник

Что входит в биохимический анализ крови

Содержание:

БАК или Биохимический анализ крови – это высокоинформативный метод лабораторный диагностики, способный дать общую картину состояния пациента для оценки работы всех внутренних органов и обмена веществ. Расшифровка биохимии позволяет врачу определить точную причину болезни и назначить правильное лечение.

Показания к проведению биохимического анализа крови

Исследование проводится на первой стадии диагностики любых соматических заболеваний любого профиля. Обязательным направление пациента на биохимию крови является при следующих жалобах и симптомах:

Как проводится забор крови на биохимический анализ

Как подготовиться к сдаче крови на «биохимию»?

Чтобы результаты были максимально точными, необходимо соблюдать правила подготовки к анализу крови на биохимическое исследование:

Расшифровка и данные нормальных показателей

Что касается нормальных показателей, то данные для взрослых выглядят так:

Расшифровка основных показателей БАК

Общий белок. Биохимическое исследование крови определяет суммарную концентрацию различных белков, которые состоят из аминокислот. Белок принимает активное участие процессах свертывании, переработки и транспортировки питательных веществ в органы и ткани.

Гемоглобин. Этот специфический белок из системы эритроцитов отвечает за перемещения кислорода в организме

Гаптоглобин. Белок плазмы крови, который связывает гемоглобин и отвечает за сохранение железа в организме. Также участвует в контроле местных воспалительных процессов.

Глюкоза. Важный компонент, который отвечает за углеводный обмен. Ее содержание в артериальной крови всего выше, чем в венозной.

Мочевина. Этот основной продукт распада белков, в которой ненужный организму азот удаляется с мочой.

Креатинин. Это, как и мочевина, конечный продукт белкового обмена. Содержание креатинина в крови зависит от пола, возраста, мышечной массы.

Билирубин. Продукт распада гемоглобина, токсичное вещество двух видов: прямой и не прямой. Они образуют «общий» и норма при расшифровки биохимического исследования крови указывается именно для него.

АлАТ (АЛТ). Аланинаминотрансфераза – это фермент содержат клетки печени, почек и сердца, поэтому его наличие в крови говорит о разрушении клеток этих органов.

АсАТ (АСТ). Аспартатаминотрансфераза — клеточные ферменты, которые участвуют при обмене аминокислот и содержатся в клетках печени сердца и почек.

Липаза. Фермент, способствующий расщеплению жиров.

Амилаза. Она занимается расщеплением углеводов из пищи и обеспечивает их переваривание. Различают альфа-амилазу (диастазу) и панкреатическую амилазу.

Важно помнить, что оценить результаты исследования крови, расшифровать биохимический анализ, поставить диагноз и назначить лечение может только специалист!

Где сдать кровь на биохимию в СВАО

Сдать кровь для биохимического анализа, вы можете в любой клинике, которая имеет лабораторию и необходимые инструменты для проведения исследования. «Поликлиника «ПрофиМед» в двух шагах от метро Отрадное (Москва, СВАО) с 2008 года работает в сфере частных медицинских услуг и имеет собственную лабораторию и штат высококвалифицированных специалистов.

Источник

Что такое дыхательный контроль биохимия

Средний объем тромбоцитов (MPV), фл

Ширина распределения тромбоцитов по объему, (PDW), %

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ), мм/ч

Как сдавать общий анализ крови и что для этого нужно?

Никаких сложных, строгих предписаний по поводу этого тестирования нету, но некоторые правила имеются:

Что показывает общий анализ крови?

Общий (клинический) анализ крови показывает:

Эритроциты так же известны под названием красные кровяные тельца. У человека в 1 мм³ крови содержится 4,5—5 млн. эритроцитов. Эритроциты крови содержат гемоглобин, переносят кислород и углекислоту. Повышение количества эритроцитов является признаком таких заболеваний, как лейкоз, хронические заболевания легких, врожденных пороков сердца. Анемия (снижение количества эритроцитов) может быть вызвана стрессом, повышенной физической нагрузкой, голоданием. Если же сразу определить причину снижения количества эритроцитов не удается, то лучше сходить к врачу-гематологу и пройти дополнительное обследование.

Значительное повышение содержания эритроцитов может говорить об эритремии (одно из заболеваний крови). Кроме того, повышение числа эритроцитов (эритоцитоз, полицитемия) наблюдается при острых отравлениях, когда из-за сильной рвоты и поноса наблюдается большой дефицит жидкости в организме; при ацидозах (из-за нарушения обмена веществ при обострении некоторых заболеваний); при потере жидкости по разным причинам (жара, болезнь, большая физическая нагрузка); при длительных сердечно-сосудистых или легочных заболеваниях, когда организм недостаточно снабжается кислородом и увеличивает количество эритроцитов в попытке все-таки доставить кислород к тканям; или при нахождении человека в высокогорье, когда ему перестает хватать кислорода.

Скорость оседания эритроцитов (СОЭ) определяет, как быстро оседают эритроциты в пробирке, отделяясь от плазмы крови. У женщин норма СОЭ немного выше, чем у мужчин, при беременности СОЭ повышается. В норме величина СОЭ у мужчин не превышает 10 мм/час, а у женщин — 15 мм/час. Показатель СОЭ может меняться в зависимости от различных факторов, в том числе вследствие различных болезней.

Повышение СОЭ в анализе крови является одним из показателей, который заставляет врача предположить у пациента наличие острого или хронического воспалительного процесса (пневмония, остеомиелит, туберкулез, сифилис), а также повышение СОЭ характерно для отравления, инфаркта миокарда, травм, переломов костей, анемии, заболеваний почек, рака. Наблюдается оно и после проведенных операций, и вследствие приема некоторых лекарственных препаратов. Снижение СОЭ происходит при голодании, при снижении мышечной массы, при приеме кортикостероидов.

Низкий гемоглобин (анемия) может быть результатом большой кровопотери, понижение гемоглобина происходит при нехватке железа, необходимого материала для строительства гемоглобина. Также пониженный гемоглобин (анемия) является следствием заболеваний крови и многих хронических заболеваний, с ними не связанных.

Уровень гемоглобина выше нормы может быть показателем многих заболеваний крови, при этом общий анализ крови также покажет увеличение эритроцитов. Повышенный гемоглобин характерен для людей с врожденными пороками сердца, легочно-сердечной недостаточностью. Повышение гемоглобина может быть вызвано физиологическими причинами – у летчиков после полетов, альпинистов, после значительной физической нагрузки уровень гемоглобина выше нормы.

Лейкоциты – это защитники нашего организма от чужеродных компонентов. В крови взрослого человека лейкоцитов содержится в среднем 4-9х10 9/л. Лейкоциты борются с вирусами и бактериями и очищают кровь от отмирающих клеток. Различают несколько видов лейкоцитов (моноциты, лимфоциты и др.). Подсчитать содержание этих форм лейкоцитов в крови позволяет лейкоцитарная формула.

Если в анализе крови находят лейкоциты в повышенном количестве, то это может означать наличие вирусных, грибковых или бактериальных инфекций (воспаление легких, ангина, сепсис, менингит, аппендицит, абсцесс, полиартрит, пиелонефрит, перитонит), а также быть признаком отравления организма (подагра). Перенесенные ожоги и травмы, кровотечения, послеоперационное состояние организма, инфаркт миокарда, легких, почек или селезенки, острые и хронические анемии, злокачественные опухоли все эти «неприятности» сопровождаются повышением количества лейкоцитов крови.

У женщин некоторое повышение лейкоцитов в крови наблюдается также в период перед менструацией, во второй половине беременности и при родах.

Понижение числа лейкоцитов, которое может показать анализ крови, может быть свидетельством вирусных и бактериальных инфекций (грипп, брюшной тиф, вирусный гепатит, сепсис, корь, малярия, краснуха, эпидемический паротит, СПИД), ревматоидного артрита, почечной недостаточности, лучевой болезни, некоторых форм лейкоза, заболеваний костного мозга, анафилактического шока, истощения, анемии. Снижение количества лейкоцитов ожжет наблюдаться также на фоне приема некоторых лекарственных препаратов (анальгетиков, противовоспалительных средств).

Снижение числа тромбоцитов наблюдается у женщин во время менструации и при нормально протекающей беременности, а увеличение происходит после физической нагрузки. Также количество тромбоцитов в крови имеет сезонные и суточные колебания. Обычно контроль тромбоцитов назначают при приеме некоторых лекарств, когда у человека беспричинно лопаются капилляры, часты носовые кровотечения, или при обследовании по поводу различных заболеваний.

Увеличение числа тромбоцитов в крови (т.н. тромбоцитоз) происходит при:
— воспалительных процессах (острый ревматизм, туберкулез, язвенный колит);
— острой кровопотере;
— гемолитической анемии (когда эритроциты разрушаются);
— состояний после удаления селезенки;
— отмечается при лечении кортикостероидами;
— некоторых более редких заболеваниях.

Понижение числа тромбоцитов (тромбоцитопения) наблюдается при целом ряде наследственных заболеваний, но гораздо чаще появляется при заболеваниях приобретенных. Снижается число тромбоцитов при:
— тяжелой железодефицитной анемии;
— некоторых бактериальных и вирусных инфекциях;
— заболеваниях печени;
— заболеваниях щитовидной железы;
— применении ряда лекарственных препаратов (винбластин, левомицетин, сульфаниламиды и др.);
— системной красной волчанке.

Объем эритроцитов по сравнению с плазмой увеличивается при:
— обезвоживании (дегидратации), что бывает при токсикозах, поносах, рвоте;
— врожденных пороках сердца, сопровождающиеся недостаточным поступлением кислорода к тканям;
— нахождении человека в условиях высокогорья;
— недостаточности коры надпочечников.

Объем эритроцитов по отношению к плазме уменьшается при разжижении крови (гидремии) или при анемии.

Гидремия может быть физиологической, если человек сразу выпил много жидкости. После значительной кровопотери возникает компенсаторная гидремия, когда восстанавливается объем крови. Патологическая гидремия развивается при нарушении водно-солевого обмена и возникает при гломерулонефрите, острой и хронической почечной недостаточности, при сердечной недостаточности в период схождения отеков.

Формула крови. Исследование лейкоцитарной формулы имеет важное диагностическое значение, показывая характерные изменения при ряде болезней. Но эти данные всегда должны оцениваться вместе с другими показателями системы крови и общего состояния больного.

При различных заболеваниях смотрят совокупность следующих признаков: общее число лейкоцитов; наличие ядерного сдвига нейтрофилов (так называемый «сдвиг по формуле влево», то есть появление в крови юных, не созревших форм нейтрофилов); процентное соотношение отдельных лейкоцитов; наличие или отсутствие дегенеративных изменений в клетках.

Биохимический анализ крови

Его проводят с целью оценки функционального состояния организма, работы его внутренних органов, а также обмена веществ. Этот анализ крови может проверить содержание в крови белка, сахара, железа, холестерина, билирубина, триглицеридов, различных ферментов, кальция, магния, натрия, фосфора и различных газов. Любое отклонение от нормы может сигнализировать о том, что в организме могут идти какие-то процессы, незаметные со стороны (паразитарные инфекции, опухоли, аллергия). У пациентов с плохими результатами биохимического анализа могут быть заболевания щитовидной железы, печени, а также возможен сахарный диабет и атеросклероз. В зависимости от вида биохимического анализа подготовка к забору крови может изменяться, вплоть до соблюдения диеты в течение нескольких дней.

Как подготовиться к биохимическому анализу крови?

За сутки до взятия крови на биохимию необходимо исключить прием алкоголя, за 1 час – курение. Взятие крови желательно производить натощак в утренние часы. Между последним приемом пищи и взятием крови должно пройти не менее 12 часов. Сок, чай, кофе, жевательная резинка не допускаются. Можно пить воду. Необходимо исключить повышенные психоэмоциональные и физические нагрузки.

Как оценивают результаты биохимического анализа крови?

Использование различных методов диагностики разными клиниками приводит к неодинаковым результатам, могут также отличаться единицы измерения. Поэтому для правильной расшифровки результата биохимического анализа крови требуется консультация лечащего врача.

Какие показатели включены в стандартный биохимический анализ крови?

Нормальные показатели глюкозы в крови:

Уровень глюкозы, ммоль/л

Источник